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X線動画イメージングによる胸郭運動ならびに肺機能評価の試み

公募研究

研究領域医用画像に基づく計算解剖学の多元化と高度知能化診断・治療への展開
研究課題/領域番号 15H01113
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関金沢大学

研究代表者

田中 利恵  金沢大学, 保健学系, 准教授 (40361985)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード画像 / X線 / 放射線 / 情報工学 / 生理学
研究実績の概要

本研究では,胸部領域の筋・骨格・臓器・組織の動態機能の中でも,呼吸機能と密接な関係のある肋骨を含めた胸郭運動に注目した.その動態機能の理解と評価を可能にする画像解析法を開発するために,今年度は下記(4)~(5)に取り組んだ.
(4) 正常な胸郭運動の理解と異常な胸郭運動の特徴抽出
(5) 胸郭運動評価のためのCADシステム開発
対象は,本学附属病院の呼吸器内科/外科・整形外科を受診した患者である.基礎疾患として,慢性閉塞性肺疾患(COPD),間質性肺炎,肺線維症,気管支喘息,気胸,肺癌,心不全,脊椎側弯症などを有する.本研究では,先行研究で取得した129症例の胸部X線動画像を解析対象とした.管電圧110 kV,管電流80 mA,パルス幅6.3 msec,フレームレート5 fps,撮影距離1.5 mにて,呼吸過程を5~10秒間撮影した,合計50枚のX線動画像から成る.前年度作成した(1) 骨X線動画像ならびに (2) 胸郭運動の定量解析プログラムを用いて,正常症例の胸郭運動を検証した.その結果,正常な胸郭運動は,左右対称でかつ横隔膜運動に同調する動きを示すことを明らかにした.一方,呼吸器疾患症例や肺癌術後症例では,左右対称性ならびに横隔膜運動との同調性が低下することを確認した.正常パターンからの逸脱を根拠に,異常な胸郭運動を検出できる可能性がある.疾患ごとに十分な数の症例が集まっていないため,(5)は初期検討段階に留まったが,研究期間内に肺葉切除の術後症例を中心に,新規で150症例のデータを収集できた.これらの症例を対象とした更なる検討が今後の課題である.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Time-series analysis of the lung texture on bone-suppressed dynamic chest radiography for the evaluation of pulmonary function: a preliminary study2017

    • 著者名/発表者名
      Rie Tanaka, Hiroaki Matsuda, Shigeru Sanada
    • 雑誌名

      Proc. SPIE 10137, Medical Imaging 2017: Biomedical Applications in Molecular, Structural, and Functional Imaging

      巻: 101371R ページ: 101371R-101371R

    • DOI

      10.1117/12.2254377

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Computerized method to compensate a breathing body motion in dynamic chest radiographs2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Matsuda, Rie Tanaka, Shigeru Sanada
    • 雑誌名

      Proc. SPIE 10137, Medical Imaging 2017: Biomedical Applications in Molecular, Structural, and Functional Imaging

      巻: 101371Q ページ: 101371Q-101371Q

    • DOI

      10.1117/12.2254359

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 一軸性関節による肋骨運動の制約付き2D-3D位置合わせ精度の評価2017

    • 著者名/発表者名
      日朝祐太,大竹義人,田中利恵,横田太,真田茂,佐藤嘉伸
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 116 ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamic chest radiography: flat-panel detector (FPD) based functional X-ray imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Rie Tanaka
    • 雑誌名

      Radiol Phys Technol

      巻: 9 号: 2 ページ: 139-153

    • DOI

      10.1007/s12194-016-0361-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improved accuracy of markerless motion tracking on bone suppression images: Preliminary study for image-guided radiation therapy (IGRT)2015

    • 著者名/発表者名
      Rie Tanaka, Shigeru Sanada, Keita Sakuta, Hiroki Kawashima
    • 雑誌名

      Physics in Medicine and Biology

      巻: 60 号: 10 ページ: N209-N218

    • DOI

      10.1088/0031-9155/60/10/n209

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of rib kinematics based on dynamic chest bone images: preliminary results2015

    • 著者名/発表者名
      Rie Tanaka, Shigeru Sanada, Keita Sakuta, Hiroki Kawashima
    • 雑誌名

      Journal of Medical Imaging

      巻: 2 号: 2 ページ: 024002-024002

    • DOI

      10.1117/1.jmi.2.2.024002

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Time-series analysis of the lung texture on bone-suppressed dynamic chest radiography for the evaluation of pulmonary function: a preliminary study2017

    • 著者名/発表者名
      Rie Tanaka, Hiroaki Matsuda, Shigeru Sanada
    • 学会等名
      The international society for optical engineering. Medical imaging 2017
    • 発表場所
      Renaissance Orlando at Sea World, Orlando, FL, United States
    • 年月日
      2017-02-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computerized method to compensate a breathing body motion in dynamic chest radiographs2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Matsuda, Rie Tanaka, Shigeru Sanada
    • 学会等名
      The international society for optical engineering. Medical imaging 2017
    • 発表場所
      Renaissance Orlando at Sea World, Orlando, FL, United States
    • 年月日
      2017-02-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamentals of dynamic chest radiography: Low-cost and high performance functional imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Rie Tanaka, Shigeru Sanada, Kazuo Kasahara, Isao Matsumoto, Keita Sakuta, Yasushi Kishitani
    • 学会等名
      RSNA 102nd Scientific Assembly and Annual Meeting
    • 発表場所
      McCormick Place, Chicago, IL, USA
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 胸部X線動画イメージングにおける体動検出・補正法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      松田紘明,田中利恵,真田茂
    • 学会等名
      第44回日本放射線技術学会秋季学術大会
    • 発表場所
      ソニックシティ(埼玉県さいたま市)
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Constrained piecewise rigid 2D-3D registration for patient-specific analysis of rib cage motion using X-ray video2016

    • 著者名/発表者名
      Yuta Hiasa, Yoshito Otake, Rie Tanaka, Futoshi Yokota, Shigeru Sanada, Yoshinobu Sato
    • 学会等名
      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2016)
    • 発表場所
      Heidelberg Convention Center, Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2016-06-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computerized evaluation of the rib kinetics with vector analysis in dynamic chest radiography2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Matsuda, Rie Tanaka, Shigeru Sanada, Keita Sakuta
    • 学会等名
      International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery (CARS2016)
    • 発表場所
      Heidelberg Convention Center, Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2016-06-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Diagnostic Criteria for the Evaluation of RibMovements with a Dynamic Chest Radiography: Preliminary Study2016

    • 著者名/発表者名
      松田紘明,田中利恵,真田茂
    • 学会等名
      第72回日本放射線技術学会総会学術大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-04-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 拘束条件付き2D-3Dレジストレーションを用いたX線動画像からの胸郭動態2015

    • 著者名/発表者名
      日朝 祐太, 大竹 義人, 田中 利恵, 真田 茂, 佐藤 嘉伸
    • 学会等名
      電子情報通信学会医用画像研究会(MI)
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学,奈良
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 胸部X線動画イメージングのための体動補正法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      松田紘明,田中利恵,真田茂
    • 学会等名
      公益社団法人 日本放射線技術学会 第8回中部放射線医療技術学術大会
    • 発表場所
      AOSSA,福井
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 胸部X 線動画イメージングのための体動補正法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      松田紘明,田中利恵,真田茂
    • 学会等名
      放射線技術科学教育系 第5回全国大学交流夏季研修会
    • 発表場所
      伊達市大滝セミナーハウス,北海道
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Application of bone suppression technique to inspiratory/expiratory chest radiography2015

    • 著者名/発表者名
      Rie Tanaka, Shigeru Sanada, Keita Sakuta, Hiroki Kawashima, Yasushi Kishitani
    • 学会等名
      American Association of Physicists in Medicine, 57th Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      Anaheim Convention Center, Anaheim, USA
    • 年月日
      2015-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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